城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑研究

摘要：城市污水處理廠保留較為可觀的節(jié)能降耗潛能，經(jīng)過內(nèi)部工藝類型加工改進，引進西方先進技術(shù)設(shè)備，在合理時間范圍內(nèi)搭建起系統(tǒng)化節(jié)能規(guī)范監(jiān)管機制，可以切實穩(wěn)固提升城市污水處理廠節(jié)能降耗的效率。文章對城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑進行了研究。

關(guān)鍵詞：城市建設(shè)；污水處理廠；節(jié)能降耗；節(jié)能規(guī)范管理機制；污染物排放 文獻標識碼：A

中圖分類號：X73 文章編號：1009-2374（2016）10-0086-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.042

近階段，我國在城市區(qū)域相繼開設(shè)了城市污水處理工廠，對適當?shù)亟档臀廴疚锟傮w排放數(shù)量，維持生態(tài)、人文環(huán)境協(xié)調(diào)狀態(tài)，特別是水環(huán)境質(zhì)量改善，產(chǎn)生較大的支撐引導(dǎo)貢獻。但是該類系統(tǒng)能耗龐大且運行期間的經(jīng)費十分高昂，特別是在西北區(qū)域，不管是經(jīng)濟、氣候條件，還是污水處理工藝的能耗水平，都存在較大的差異結(jié)果，使得相關(guān)污水處理廠由于經(jīng)費問題限制，而無法系統(tǒng)化布置運行。我國長期以來新建的城市污水處理廠達到500多座，當中占據(jù)25%以上為A2/O工藝類別，而采用氯化溝工藝的則達到30%左右，證明A2/O與氧化溝工藝在我國新建城市污水處理廠內(nèi)部指導(dǎo)意義非凡，針對當中能耗構(gòu)成、損失原委，以及節(jié)能控制措施，加以科學(xué)論證，絕對是非常必要的。

1 現(xiàn)階段我國城市污水處理廠核心工藝研究

截至今日，我國不同城市污水處理效率急劇降低，有關(guān)環(huán)境污染治理工作壓力倍增，尤其是在現(xiàn)行處理技術(shù)大量資金投入困境的深入影響，使得有關(guān)能耗降低、生態(tài)綜合型污水處理技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用工作，勢在必行。需要加以強調(diào)的是，此時污水處理成本費用始終是一類不可抗拒的產(chǎn)業(yè)限制隱患，想要順利貫徹此類改革指標，就不得不利用最為經(jīng)濟、最為人性化的服務(wù)模式，加以污水整治，這便不可避免涉及到一個污水能耗與功效的問題。下面就花橋污水處理廠的整個污水處理的流程進行能耗分析，提出污水處理廠的節(jié)能措施，以供

參考。

具體以A2/O工藝為例，其能耗產(chǎn)生流程包括格柵機、提升泵、沉砂池曝氣、A2/O的O段曝氣、A1段污泥回流、A2段混合液回流、污泥提升等。相比之下，氧化溝工藝流程，則凸顯出氧化溝曝氣及污泥回流、提升和脫水等差異跡象。透過宏觀層面界定，污水處理環(huán)節(jié)中消耗的能源包括電能、燃料、藥劑等，當中電能消耗比例占據(jù)90%以上。截至至今，我國城市污水處理廠電能消耗的平均水平為0.29kWh·m-3，而能耗維持在0.440kWh·m-3的污水處理廠則達到83%，和西方國家相比有很大差距。如污水消毒、污泥消化和焚燒等耗能環(huán)節(jié)，在我國城市污水處理過程中普及范圍有限，我國單位年限內(nèi)污水處理實際消耗的電能總數(shù)，已經(jīng)達到100×108kWh，如若將其降低2成以上，最終節(jié)約的電能總數(shù)大約為20×108kWh，所以說，我國污水處理廠今后節(jié)能降耗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，還是大有可為的。

2 目前我國污水處理廠能耗結(jié)構(gòu)驗證解析

筆者主要聯(lián)合污水處理廠內(nèi)不同設(shè)備運行功率，加以統(tǒng)計論證，發(fā)現(xiàn)污水提升和曝氣系統(tǒng)在處理單位水量過程中，耗電數(shù)量分別為0.31kWh/m3、0.37kWh/m3。而在污水提升、生物處理體系的供氧、污泥處理系統(tǒng)以及A2/O工藝控制下的電耗比例分別為27.8%、54.3%、12.1%，在氧化溝工藝內(nèi)部的電耗比例為24.7%、55.8%、15.9%。

2.1 污水提升系統(tǒng)方面

其主張將粗格柵后的原水提升到高位配水井之上，借此迎合后續(xù)單元自流進水需求，因此，水井高度和泵機運行效率提升結(jié)果，對于系統(tǒng)實際能耗將產(chǎn)生直接性影響。A2/O和氧化溝工藝的污水提升系統(tǒng)，當中產(chǎn)生電耗分別占據(jù)總體電耗的27、8%和24.7%，當中提升泵房都會提前安設(shè)5臺相同型號的水泵，技術(shù)人員在選型過程中，主要依靠最大流量、揚程和保險系數(shù)的乘機加以確認，進一步令富裕流量、實際功率、揚程數(shù)據(jù)等全面增加。結(jié)果，大多數(shù)情況下污水處理廠內(nèi)部進水流量，不會是最大流量，使得水泵在較長一段時間內(nèi)維持在低效范疇之內(nèi)，長此以往，必然會令處理廠整體投資和能耗同步偏高。

2.2 曝氣系統(tǒng)方面

設(shè)置該類系統(tǒng)的初衷在于使微生物處于一類妥善的溶解氧濃度環(huán)境之中，使得其必要的生理活動得以正常運行，通常條件下，實驗環(huán)境下的溶解氧濃度為人為地控制在2.3～3.8mg/L。經(jīng)過實驗人員反復(fù)對比校驗得出結(jié)論，氧化溝技術(shù)所需的氧濃度需維持在2.5～2.8mg/L之間，而A2/O手法所處氧濃度環(huán)境則明顯超過了預(yù)設(shè)指標4mg/L范疇。如此，關(guān)于不同類型有機物快速分解反應(yīng)都會接連滋生，令微生物所需的營養(yǎng)成分瀕臨潰散危機，污泥實際老化速率就更加難以抵制，其間衍生的能源消耗和成本投入數(shù)量問題，在一時之間也都將難以系統(tǒng)化應(yīng)對。

需要額外加以強調(diào)的是，格柵的工作原理就是配合獨特器具進行污水內(nèi)部大粒的雜質(zhì)吸納，但是后期污水排放數(shù)量日漸增大，一旦面對柵欄阻擋，就會造成較大規(guī)模的水頭損失問題，因此需要技術(shù)人員額外添加水泵設(shè)施，借此大幅度改善污水產(chǎn)生的動力勢能條件。與此同時，格柵內(nèi)部機械粉碎工序流程，也都消耗許多能源，如今已經(jīng)成功躍居該類結(jié)構(gòu)的主體能耗環(huán)節(jié)，加上沉砂池在處理污水內(nèi)部砂粒和懸浮物期間，需要在后續(xù)處理環(huán)節(jié)滋生更多的能耗結(jié)果，這些問題都需要現(xiàn)場工作人員予以重視，并且聯(lián)合最新技術(shù)控制理念和自身實踐經(jīng)驗予以協(xié)調(diào)控制。

3 日后我國污水處理廠全新的節(jié)能降耗途徑延展

針對污水處理廠運行質(zhì)量加以協(xié)調(diào)控制的重點，在于同步降低相關(guān)工藝運行期間的能耗數(shù)量，之后結(jié)合實際狀況建立起特殊能源、藥劑消耗成本的科學(xué)控制體系，使不同消耗結(jié)果維持在最小范疇之內(nèi)，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)

展提供支持動力。至于后續(xù)的調(diào)試策略內(nèi)容主要有：

3.1 提升泵節(jié)能控制

這是污水處理廠動力消耗的核心組成單元，針對其加以調(diào)試改造的流程表現(xiàn)為：第一，精確化計算水頭損失，從中確認水泵具體揚程；第二，科學(xué)搭配定速和變速泵，借此有機適應(yīng)流量變化規(guī)則，污水廠進水量經(jīng)常會隨著時間、季節(jié)產(chǎn)生波動，如若以現(xiàn)階段最大應(yīng)用流量作為選泵依據(jù)，水泵全速運轉(zhuǎn)時間會達到10%，在無法高效運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)中，產(chǎn)生嚴峻的能量浪費危機。

3.2 曝氣系統(tǒng)的節(jié)能改造

歸結(jié)來講，設(shè)計人員選擇風(fēng)機時往往要在計算需氣量基礎(chǔ)上加上一個足夠大的安全系數(shù)，過量供氧以滿足最大負荷時的需要，從而造成曝氣量與實際需氣量相差過大，使得曝氣單元能耗較高。借鑒國外的經(jīng)驗合理的方法是對溶解氧進行在線檢測，及時反饋給供氧系統(tǒng)及設(shè)備以同步調(diào)整，將曝氣系統(tǒng)設(shè)計為定速加變速相結(jié)合的組合方式：首先，定速設(shè)備按平均供氧量選擇，定速運轉(zhuǎn)以滿足基本需氧量；其次，調(diào)速設(shè)備變速運轉(zhuǎn)以適應(yīng)需氧量的變化；最后，需氧量波動較大時通過增減運轉(zhuǎn)臺數(shù)作為補充。

另外，污泥處理系統(tǒng)運作環(huán)節(jié)中消耗的能源數(shù)量，往往和脫水機實際規(guī)格條件關(guān)系縝密，大多數(shù)狀況下，現(xiàn)場工作人員為了令污泥具體脫水質(zhì)量全面提升，都會本能地額外添加較多數(shù)量的絮凝劑，保證在后續(xù)環(huán)節(jié)中精準提煉認證污泥產(chǎn)量和當下含水量，使得脫水機性能和數(shù)量得到正確的選取認證。為了順利貫徹此類指標，就是督促技術(shù)人員頻繁展開相關(guān)實驗活動，借助最新技術(shù)設(shè)施檢驗確認絮凝劑應(yīng)該投入的數(shù)量。同時，關(guān)于厭氧、缺氧、好氧池等，放置在內(nèi)部的潛水攪拌和混合液回流泵等設(shè)施，都會消耗許多能源，后兩者能耗數(shù)量往往難以清晰計數(shù)，如若工作人員能夠?qū)⒑醚醭貙嶋H能耗問題快速解決，實際上就會為城市污水處理節(jié)能降耗政策覆蓋落實，提供最為理想的保障。

4 結(jié)語

綜上所述，關(guān)于城市污水處理廠的能耗，主要集中在污水提升、生物單元供氧、污泥處理系統(tǒng)之中，占據(jù)總體電耗的比例則分別為24%、56%和13%以上，可以認定是污水處理廠節(jié)能降耗的核心工序環(huán)節(jié)。單純拿提升泵揚程的確認為例，其需要聯(lián)合水頭損失加以驗證，不適合應(yīng)用估算方式，必要情況下更可借助定速泵和變速泵搭配組合，進行適合流量變化和節(jié)能的方案規(guī)劃，進一步為我國城市用水環(huán)境改善和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，奠定和諧適應(yīng)基礎(chǔ)。

參考文獻

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作者簡介：武斌（1988-），男，天津人，天津辰耀化學(xué)工程設(shè)計服務(wù)有限公司助理工程師，研究方向：給排水設(shè)計。

（責(zé)任編輯：蔣建華）